HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug, das ein Werkstück unter Verwendung zweier Gesenke presst, die zueinander hin und voneinander weg gebracht werden, und ein Gesenkbauteil des Umformwerkzeugs.The present invention relates to a forming tool that presses a workpiece using two dies that are brought toward and away from each other, and a die component of the forming tool.
Typischerweise werden Separatoren, die in Brennstoffzellen verwendet werden, durch, wie in 6 gezeigt ist, Vorsehen einer Platte 31, die aus einem korrosionsbeständigen Metall, wie Titan, hergestellt ist, mit angrenzenden Nuten und Vorsprüngen 32 ausgebildet. Die Nuten und Vorsprünge 32 definieren Durchgänge, durch die hindurch ein Kühlmittel oder ein Gas von Wasserstoff oder Sauerstoff strömt.Typically, separators used in fuel cells will perform as in FIG 6 is shown providing a plate 31 made of a corrosion resistant metal, such as titanium, with adjacent grooves and protrusions 32. The grooves and protrusions 32 define passages through which a coolant or gas of hydrogen or oxygen flows.
Wenn solch ein Separator für eine Brennstoffzelle ausgebildet wird, wird beispielsweise ein Umformwerkzeug, wie in 7 gezeigt ist, herkömmlich verwendet. Das Umformwerkzeug hat ein oberes Gesenk 33 und ein unteres Gesenk 34. Das untere Gesenk 33 hat an der oberen Fläche eine Gesenkfläche 331 mit Nuten und Vorsprüngen, und das obere Gesenk 34 hat an der unteren Fläche eine Gesenkfläche 341, an der Nuten und Vorsprünge ausgebildet sind, um zu der Gesenkfläche 331 des unteren Gesenks 33 zu korrespondieren. Das obere Gesenk 34 ist oberhalb des unteren Gesenks 33 angeordnet, um zu dem unteren Gesenk 33 hin und von diesem weggebracht zu werden. Mit einer Platte 31, die ein Werkstück ist und die an der Gesenkfläche 331 des unteren Gesenks 33 platziert ist, wird das obere Gesenk 34 in Richtung zu dem unteren Gesenk 33 gebracht, um die Platte 31 zwischen den Gesenkflächen 331, 341 der Gesenke 33, 34 zu pressen, sodass die Nuten und Vorsprünge 32 an der Platte 31 geformt werden.When such a separator for a fuel cell is formed, for example, a forming tool as shown in FIG 7 is shown used conventionally. The forming die has an upper die 33 and a lower die 34. The lower die 33 has a die face 331 with grooves and protrusions on the upper face, and the upper die 34 has a die face 341 on the lower face on which grooves and protrusions are formed are to correspond to the die surface 331 of the lower die 33. The upper die 34 is disposed above the lower die 33 to be brought toward and away from the lower die 33. With a plate 31 which is a workpiece and which is placed on the die surface 331 of the lower die 33, the upper die 34 is brought towards the lower die 33 to the plate 31 between the die surfaces 331, 341 of the dies 33, 34, so that the grooves and protrusions 32 are formed on the plate 31.
Wenn das untere Gesenk 33 und das obere Gesenk 34 des Umformwerkzeugs hergestellt werden, wird die Oberfläche des Gesenkmaterials, das aus einem superharten Metall, wie Hochgeschwindigkeitsstahl, gemacht ist, geschnitten, um die Gesenkflächen 331, 341 auszubilden, die Nuten und Vorsprünge haben. Wenn die Gesenkflächen 331, 341 ausgebildet werden, wird ein Schneidwerkzeug verwendet, um das Gesenkmaterial entlang einer Richtung zu schneiden, in der sich die Nuten und Vorsprünge an den Gesenkflächen 331, 341 erstrecken. Da das Gesenkmaterial aus einem superharten Metall hergestellt ist, wird das Schneidwerkzeug bei einem frühen Punkt aufgrund einer Abnutzung stumpf. Somit ist es schwierig, fortlaufend eine lange Distanz in der Erstreckungsrichtung der Nuten und Vorsprünge an den Gesenkflächen 331, 341 zu schneiden. Falls ein verschlissenes Schneidwerkzeug durch ein neues Schneidwerkzeug in der Mitte des Schneidbetriebs ausgetauscht wird, ändert sich die Form einer Oberfläche, die geschnitten wird, signifikant zwischen vor und nach dem Austauschen. Dies verschlechtert hochwahrscheinlich die Genauigkeit der Gesenkflächen 331, 341.When the lower die 33 and the upper die 34 of the forming die are manufactured, the surface of the die material made of a superhard metal such as high-speed steel is cut to form the die surfaces 331, 341 having grooves and protrusions. When the die surfaces 331, 341 are formed, a cutting tool is used to cut the die material along a direction in which the grooves and protrusions extend on the die surfaces 331, 341. Since the die material is made of a super-hard metal, the cutting tool becomes dull at an early point due to wear. Thus, it is difficult to continuously cut a long distance in the extending direction of the grooves and protrusions on the die surfaces 331, 341. If a worn cutting tool is replaced by a new cutting tool in the middle of the cutting operation, the shape of a surface being cut changes significantly between before and after the replacement. This is likely to degrade the accuracy of the die surfaces 331, 341.
Um solch ein Problem handzuhaben, ist herkömmlich ein Umformwerkzeug vorgeschlagen worden, wie es in 8 dargestellt ist. Das Umformwerkzeug hat ein unteres Gesenk 33, das durch Gesenkbauteile 35 ausgebildet ist, die separate rechteckige Säulen sind. Die Gesenkbauteile 35 werden an einer Basis 36 zusammengebaut und in einen Rahmen 37 gepasst. Gemäß dieser Gestaltung werden begrenzte Teile der Endflächen der Gesenkbauteile 35 individuell geschnitten. Somit ist ein Auftreten von Problemen aufgrund von Abnutzung des Schneidwerkzeugs weniger wahrscheinlich. Darüber hinaus kann die Gesenkfläche 331 mit Nuten und Vorsprüngen durch Verbinden der geschnittenen Flächen leicht ausgebildet werden. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist das obere Gesenk des Umformwerkzeugs durch Zusammenbauen von Gesenkbauteilen, wie in dem Fall des unteren Gesenks 33, gestaltet.In order to handle such a problem, conventionally a forming tool has been proposed as disclosed in US Pat 8th is shown. The forming tool has a lower die 33 formed by die members 35 which are separate rectangular columns. The die components 35 are assembled on a base 36 and fitted in a frame 37. According to this configuration, limited parts of the end faces of the die members 35 are cut individually. Thus, occurrence of problems due to wear of the cutting tool is less likely. In addition, the die surface 331 can be easily formed with grooves and protrusions by joining the cut surfaces. Although not shown, the upper die of the forming die is configured by assembling die components as in the case of the lower die 33.
Andererseits offenbart die JP 2008-296262 A eine Pressmaschine eines Gesenk-Abschreck-Verfahrens, in der ein erwärmtes Stahlmaterial durch ein oberes und ein unteres Gesenk gepresst wird. Das untere Gesenk der Pressmaschine ist durch separate Gesenkblöcke ausgebildet, sodass ein Ausdehnen und ein Zusammenziehen des unteren Gesenks als ein Ganzes aufgrund Temperaturänderungen unterdrückt werden. Die Gesenkblöcke sind Seite an Seite an einer Basis mit einem Abstand zwischen den Gesenkblöcken angeordnet. In einem Pressbetrieb wird eine thermische Ausdehnung der Gesenkblöcke durch die Abstände zwischen den Gesenkblöcken absorbiert.On the other hand reveals the JP 2008-296262 A a pressing machine of a die-quenching method in which a heated steel material is pressed through an upper and a lower die. The lower die of the press machine is formed by separate die blocks, so that expansion and contraction of the lower die as a whole are suppressed due to temperature changes. The die blocks are arranged side by side on a base with a gap between the die blocks. In a pressing operation, a thermal expansion of the die blocks is absorbed by the distances between the die blocks.
Die DE 198 26 813 A1 offenbart betrifft eine Werkzeugmatrize für eine Werkzeugmaschine zur Herstellung eines geformten, flächigen Werkstücks mit einer aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche, wobei die Werkzeugmatrize aus jeweils ein Oberflächenstrukturelement nachbildenden Teilmatrizen besteht, die seitlich zusammengefügt in ihrer Gesamtheit die Wirkfläche der Werkzeugmatrize bilden. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Werkzeugmatrize sowie ein Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenstruktur auf einer Oberfläche zweier mit einer gemeinsamen Berührungsfläche zu einem Werkstückpaar verbundener flächiger Werkstücke mit Hilfe einer Werkzeugmatrize mit einer aus Oberflächenstrukturelementen bestehenden Wirkfläche beschrieben.The DE 198 26 813 A1 The invention relates to a tool die for a machine tool for producing a shaped, flat workpiece having an effective surface consisting of surface structure elements, wherein the tool die consists of a respective substructure mimicking a surface structure element, the combined form the active surface of the Werkzeugmatrize laterally together. Furthermore, a method for producing such a tool die as well as a method for applying a surface structure on a surface of two flat workpieces connected to a common contact surface to a pair of workpieces by means of a tool die with an effective surface consisting of surface structure elements is described.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
Jedoch haben die Umformwerkzeuge von 8 und die Pressmaschine der JP 2008-296262 A die folgenden Defizite.However, the forming tools of 8th and the pressing machine of the JP 2008-296262 A the following deficits.
Das heißt, wenn ein Werkstück unter Verwendung dieser Bauart von Umformwerkzeug oder Pressmaschine gepresst wird, wirkt eine große Presskraft auf die Gesenke. In dem Fall des Umformwerkzeugs von 8 nehmen die Gesenkbauteile 35 des unteren Gesenks 33 eine große Presskraft von oben auf. Dies kann die Gesenkbauteile 35 so verformen, dass die Seitenflächen von diesen sich nach außen ausweiten, wie in 9 gezeigt ist. Als eine Folge können die Gesenkbauteile 35 und der Rahmen 37 gegeneinander schlagen und beschädigt werden.That is, when a workpiece is pressed using this type of forming tool or press machine, a large pressing force acts on the dies. In the case of the forming tool of 8th The die members 35 of the lower die 33 receive a large pressing force from above. This may deform the die members 35 such that the side surfaces thereof expand outwardly as in FIG 9 is shown. As a result, the die members 35 and the frame 37 may strike against each other and be damaged.
In der Pressmaschine, die in der JP 2008 - 296 262 A offenbart ist, ist es schwierig, die Genauigkeit der Gesenkfläche aufrechtzuerhalten, da die Gesenkblöcke in dem unteren Gesenk nicht leicht an der Basis positioniert werden können, während Abstände zwischen den Gesenkblöcken aufrechterhalten werden, ohne eine Verschiebung zu verursachen.In the pressing machine, in the JP 2008 - 296 262 A is disclosed, it is difficult to maintain the accuracy of the die surface, since the die blocks in the lower die can not be easily positioned on the base while maintaining spacing between the die blocks without causing dislocation.
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Umformwerkzeug vorzusehen, das Gesenkbauteile genau positionieren kann und gestatten kann, dass sich die Gesenkbauteile verformen, um sich nach außen auszuweiten, wenn die Formbauteile eine große Druckkraft während eines Pressens eines Werkstücks aufnehmen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch ein Gesenkbauteil vorzusehen.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a forming tool that can accurately position die members and allow the die members to deform to expand outwardly when the die members receive a large compressive force during pressing of a workpiece. It is a further object of the present invention to provide such a die component.
Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen, und gemäß einem Aspekt der Erfindung, ist ein Umformwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgesehen, das ein erstes Gesenk, das eine Endfläche hat, an der eine Gesenkfläche ausgebildet ist, und ein zweites Gesenk zum Drücken eines Werkstücks hat, das an dem ersten Gesenk platziert ist. Wenigstens eines von dem ersten Gesenk und dem zweiten Gesenk ist durch Zusammenbauen einer Vielzahl von Gesenkbauteilen gestaltet. Jedes Gesenkbauteil hat eine konkave Seitenfläche, die einem anderen Gesenkbauteil zugewandt ist.In order to achieve the above object and in accordance with one aspect of the invention, there is provided a forming tool having the features of claim 1 including a first die having an end surface on which a die surface is formed and a second die for pressing a workpiece has placed on the first die. At least one of the first die and the second die is configured by assembling a plurality of die components. Each die component has a concave side surface facing another die component.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Gesenkbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 vorgesehen, das eines von einer Vielzahl von Gesenkbauteilen ist, die zusammengebaut sind, um ein Gesenk eines Umformwerkzeugs zu gestalten. Das Gesenkbauteil hat eine Endfläche, an der eine Gesenkfläche ausgebildet ist, und eine konkave Seitenfläche, die einem anderen Gesenkbauteil zugewandt ist.According to another aspect of the present invention, there is provided a die component having the features of claim 7, which is one of a plurality of die components assembled to form a die of a forming die. The die member has an end surface on which a die surface is formed, and a concave side surface facing another die member.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.Other aspects and advantages of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate, by way of example, the principles of the invention.
Figurenlistelist of figures
-
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Gesenkbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; 1 FIG. 15 is a perspective view illustrating a die member according to an embodiment of the present invention; FIG.
-
2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Umformwerkzeug gemäß der Ausführungsform darstellt; 2 FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a forming tool according to the embodiment; FIG.
-
3 ist eine Draufsicht, die ein erstes Gesenk in dem Umformwerkzeug von 2 darstellt; 3 is a plan view showing a first die in the forming tool of 2 represents;
-
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil des ersten Gesenks von 2 darstellt; 4 is a cross-sectional view which is a part of the first die of 2 represents;
-
5 ist eine Querschnittsansicht, die den Teil des ersten Gesenks darstellt, in dem die Gesenkbauteile, die in 4 gezeigt sind, in einem verformten Zustand sind; 5 FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the part of the first die in which the die components which are in FIG 4 are shown are in a deformed state;
-
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil eines typischen Separators für eine Brennstoffzelle darstellt; 6 Fig. 10 is a perspective view illustrating a part of a typical separator for a fuel cell;
-
7 ist eine Querschnittsansicht, die ein herkömmliches Umformwerkzeug zum Ausbilden des Brennstoffzellenseparators von 6 darstellt; 7 FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a conventional forming tool for forming the fuel cell separator of FIG 6 represents;
-
8 ist eine Querschnittsansicht, die ein unteres Gesenk in einem anderen herkömmlichen Umformwerkzeug darstellt; und 8th Fig. 10 is a cross-sectional view illustrating a lower die in another conventional forming die; and
-
9 ist eine Querschnittsansicht, die das untere Gesenk von 8 darstellt, in dem die Gesenkbauteile in einem verformten Zustand sind. 9 is a cross-sectional view showing the lower die of 8th represents, in which the Gesenkbauteile are in a deformed state.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Ein Umformwerkzeug und ein Gesenkbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben.A forming tool and a die member according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG 1 to 5 described.
Wie in 2 gezeigt ist, hat das Umformwerkzeug der vorliegenden Ausführungsform ein erstes Gesenk 11, das an der oberen Fläche eine Gesenkfläche 111 mit Nuten und Vorsprüngen hat, und ein zweites Gesenk 12, das oberhalb des ersten Gesenks 11 angeordnet ist und zu dem ersten Gesenk 11 hin und von diesem weggebracht werden kann. Das zweite Gesenk 12 hat an der unteren Fläche eine Gesenkfläche 121, die Nuten und Vorsprünge hat, die zu der Form der Gesenkfläche 111 des ersten Gesenks 11 korrespondieren. Während ein Werkstück 13 an der Gesenkfläche 111 des ersten Gesenks 11 platziert ist, wird das zweite Gesenk 12 in Richtung zu dem ersten Gesenk 11 gebracht, sodass das Werkstück 13 zwischen den Gesenkflächen 111, 121 der Gesenke 11, 12 gepresst wird, um eine vorbestimmte Form mit Nuten und Vorsprüngen zu haben, wie in 6 gezeigt ist.As in 2 is shown, the forming tool of the present embodiment has a first die 11 having a die surface 111 with grooves and protrusions on the upper surface, and a second die 12 that is above the first die 11 is arranged and to the first die 11 can be taken away and from this. The second die 12 has a die surface on the lower surface 121 , which has grooves and protrusions leading to the shape of the die surface 111 of the first die 11 correspond. While a workpiece 13 at the die surface 111 of the first die 11 is placed, becomes the second die 12 towards the first die 11 brought so that the workpiece 13 between the die surfaces 111 . 121 the dies 11 . 12 is pressed to have a predetermined shape with grooves and projections, as in 6 is shown.
Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, ist das erste Gesenk 11 durch Gesenkbauteile 14 ausgebildet, die separate rechteckige Säulen sind. Die Gesenkbauteile 14 werden an einer Basis 15 zusammengebaut und in einen Rahmen 16 gepasst, der eine längliche rechteckige Form aus Sicht von oben hat. Die Gesenkbauteile 14 bilden mehrere Reihen (drei in der vorliegenden Ausführungsform), die in einer Richtung parallel zu den kurzen Seiten des Rahmens 16 angeordnet sind, in anderen Worten in der Querrichtung des Rahmens 16 angeordnet sind. Die Eckbereiche 141 von jedem Gesenkbauteil 14 sind den Eckbereichen 141 der benachbarten Gesenkbauteile 14 in der gleichen Reihe zugewandt und berühren diese.As in 1 to 3 is shown, is the first die 11 formed by die components 14 which are separate rectangular columns. The die components 14 be at a base 15 assembled and in a frame 16 fitted, which has an elongated rectangular shape from above view. The die members 14 form a plurality of rows (three in the present embodiment) in a direction parallel to the short sides of the frame 16 are arranged, in other words in the transverse direction of the frame 16 are arranged. The corner areas 141 from each die component 14 are the corner areas 141 the adjacent Gesenkbauteile 14 facing in the same row and touching them.
Jede Reihe der Gesenkbauteile 14 hat ein Gesenkbauteil 14A, das ein Gesenkbauteil 14 ist, da es eine unterschiedliche Abmessung in der Erstreckungsrichtung der Reihe hat. Die Eckbereiche 141 der Gesenkbauteile 14, die in einem mittleren Teil des ersten Gesenks 11 angeordnet sind, der eine besonders große Presskraft während eines Pressens des Werkstücks 13 aufnimmt, sind angeordnet, um den Seitenflächen 142 der Gesenkbauteile 14 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein. Das heißt, die Eckbereiche 141 der Gesenkbauteile 14 in der mittleren Reihe sind angeordnet, um den Seitenflächen 142 der benachbarten Gesenkbauteile 14 in den anderen Reihen zugewandt zu sein.Each row of the swaged components 14 has a die component 14A that is a swaged component 14 is because it has a different dimension in the direction of extension of the row. The corner areas 141 the die components 14 that is in a middle part of the first die 11 are arranged, which is a particularly large pressing force during pressing of the workpiece 13 are arranged to the side surfaces 142 the die components 14 to be facing in the adjacent rows. That is, the corner areas 141 the die components 14 in the middle row are arranged to the side surfaces 142 the adjacent Gesenkbauteile 14 to be facing in the other rows.
Wie in 1 bis 4 gezeigt ist, sind die vier Seitenflächen 142 von jedem der Gesenkbauteile 14, die den Rahmen 16 nicht berühren, jeweils durch einen konkaven Abschnitt 17, dessen Mitte in der Vertikalrichtung nach innen ausgespart ist, und zwei flache Abschnitte 18 gebildet, die an dem oberen und unteren Ende in der Seitenfläche 142 gelegen sind. Von den Seitenflächen der Gesenkbauteile 14, die den Rahmen 16 berühren, sind die Seitenflächen, die dem Rahmen 16 zugewandt sind, flach. Jedoch sind die Seitenflächen, die dem Rahmen 16 nicht zugewandt sind, jeweils durch einen konkaven Abschnitt 17, dessen Mitte in der Vertikalrichtung nach innen ausgespart ist, und zwei flache Abschnitte 18 gebildet, die an dem oberen und unteren Ende in der Seitenfläche gelegen sind. Die obere Endfläche von jedem Gesenkbauteil 14 ist eine Formfläche 143 mit Nuten und Vorsprüngen. Von jedem benachbarten Paar der Gesenkbauteile 14 sind die konkaven Abschnitte 17, die in den zugewandten Seitenflächen 142 ausgebildet sind, angeordnet, um einander zugewandt zu sein, und die flachen Abschnitte 18 der gleichen Seitenflächen 142 sind in einem Flächenkontakt miteinander gehalten.As in 1 to 4 shown are the four side surfaces 142 from each of the die components 14 that the frame 16 do not touch, each through a concave section 17 whose center is recessed inward in the vertical direction, and two flat portions 18 formed at the top and bottom in the side surface 142 are located. From the side surfaces of the Gesenkbauteile 14, the frame 16 Touch, the side surfaces are the frame 16 facing, flat. However, the side surfaces are the frame 16 not facing, each by a concave section 17 whose center is recessed inward in the vertical direction, and two flat portions 18 formed, which are located at the upper and lower end in the side surface. The upper end surface of each die component 14 is a molding surface 143 with grooves and protrusions. From each adjacent pair of die components 14 are the concave sections 17 in the facing side surfaces 142 are formed, arranged to face each other, and the flat portions 18 the same side surfaces 142 are held in surface contact with each other.
Wie in 2 gezeigt ist, ist das zweite Gesenk 12 auch durch Gesenkbauteile 19 ausgebildet, die separate rechteckige Säulen sind, wie das erste Gesenk 11. Die Gesenkbauteile 19 sind an der unteren Fläche einer Stützplatte 20 zusammengebaut und in einen Rahmen 21 gepasst. Die Anordnung der Gesenkbauteile 19 in dem Rahmen 21 ist im Wesentlichen die Gleiche wie die Anordnung der Gesenkbauteile 14 in dem Rahmen 16 des ersten Gesenks 11. Das heißt, die Eckbereiche 191 der Gesenkbauteile 19, die in einem mittleren Teil des zweiten Gesenks 12 gelegen sind, sind angeordnet, um den Seitenflächen 192 der Gesenkbauteile 19 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein. Die Seitenflächen 192 der Gesenkbauteile 19, die dem Rahmen 21 nicht zugewandt sind, sind jeweils durch einen konkaven Abschnitt 22, dessen Mitte in der Vertikalrichtung nach innen ausgespart ist, und zwei flache Abschnitte 23 gebildet, die an dem oberen und unteren Ende in der Seitenfläche gelegen sind. Jedes Gesenkbauteil 19 hat eine untere Endfläche mit einer Form mit Nuten und Vorsprüngen, die komplementär zu der Formfläche 143 des entsprechenden Gesenkbauteils 14 in dem ersten Gesenk 11 sind.As in 2 shown is the second die 12 also by die components 19 formed, which are separate rectangular columns, as the first die 11 , The die components 19 are on the bottom surface of a support plate 20 assembled and in a frame 21 fit. The arrangement of the Gesenkbauteile 19 in the frame 21 is essentially the same as the arrangement of the Gesenkbauteile 14 in the frame 16 of the first die 11 , That is, the corner areas 191 the die components 19 located in a middle part of the second die 12 are arranged around the side surfaces 192 the Gesenkbauteile 19 to be facing in the adjacent rows. The side surfaces 192 the die components 19 that the frame 21 are not facing each other through a concave section 22 whose center is recessed inward in the vertical direction, and two flat portions 23 formed, which are located at the upper and lower end in the side surface. Every die component 19 has a lower end surface having a shape with grooves and protrusions complementary to the molding surface 143 the corresponding Gesenkbauteils 14 in the first die 11 are.
Ein Betrieb des Umformwerkzeugs wird nun beschrieben.An operation of the forming tool will now be described.
In dem Umformwerkzeug sind das erste Gesenk 11 und das zweite Gesenk 12 jeweils durch Zusammenbauen von mehreren Gesenkbauteilen 14, 19 ausgebildet. Deshalb werden durch Schneiden begrenzter Teile der Endflächen der Gesenkbauteile 14, 19 in einzelner Weise und anschließendes Zusammenbauen der Gesenkbauteile 14, 19, die Gesenkflächen 111, 121 des ersten Gesenks 11 und des zweiten Gesenks 12, die Nuten und Vorsprünge haben, durch Verbinden der geschnittenen Flächen ausgebildet. Somit können selbst in einem Fall, in dem die Gesenke 11, 12 aus superhartem Metall, wie Hochgeschwindigkeitsstahl, hergestellt sind, die Gesenkflächen 111, 121 ohne Schwierigkeit ausgebildet werden.In the forming tool are the first die 11 and the second die 12 each by assembling multiple die components 14 . 19 educated. Therefore, by cutting limited parts of the end surfaces of the die components 14 . 19 in a single way and then assembling the die components 14 . 19 , the die surfaces 111 . 121 of the first die 11 and the second die 12 having grooves and protrusions formed by connecting the cut surfaces. Thus, even in a case where the dies 11 . 12 made of super-hard metal, such as high-speed steel, the die surfaces 111 . 121 be trained without difficulty.
Während eines Betriebs des Umformwerkzeugs, wobei das Werkstück 13 an dem ersten Gesenk 11 platziert ist, wie in 2 gezeigt ist, wird das zweite Gesenk 12 zu dem ersten Gesenk 11 hin bewegt, sodass das Werkstück 13 gegen die Gesenkfläche 111 des ersten Gesenks 11 gepresst wird. Das Werkstück 13 wird somit gepresst, um eine Form mit Nuten und Vorsprüngen zu haben. Während eines Pressens des Werkstücks 13 nimmt jedes Gesenkbauteil 14 des ersten Gesenks 11 eine große Presskraft auf, sodass sich die Seitenflächen 142 des Gesenkbauteils 14 nach außen ausweiten. Zu dieser Zeit, da die Seitenflächen 142 von jedem Gesenkbauteil 14, die den Seitenflächen 142 der anderen Gesenkbauteile 14 zugewandt sind, jeweils einen konkaven Abschnitt 17 haben, wird die Ausweitungsverformung der Seitenflächen 142 des Gesenkbauteils 14 durch die konkaven Abschnitte 17 absorbiert. Deshalb wirkt eine nach außen gerichtete Kraft, die durch eine Verformung von jedem Gesenkbauteil 14 verursacht wird, nicht in nachteiliger Weise auf den Rahmen 16.During operation of the forming tool, wherein the workpiece 13 on the first die 11 is placed as in 2 2, the second die 12 becomes the first die 11 moved so that the workpiece 13 against the die surface 111 of the first die 11 is pressed. The workpiece 13 is thus pressed to have a shape with grooves and protrusions. During a pressing of the workpiece 13 takes every swaging component 14 of the first die 11 a large pressing force on, so that the side surfaces 142 the Gesenkbauteils 14 expand to the outside. At this time, since the side surfaces 142 of each Gesenkbauteil 14 covering the side surfaces 142 the other die components 14 facing, each having a concave portion 17 have, the expansion deformation of the side surfaces 142 the Gesenkbauteils 14 through the concave sections 17 absorbed. Therefore, an outward force acts by deformation of each die component 14 caused, not adversely on the frame 16 ,
Des Weiteren nimmt während eines Pressens des Werkstücks 13 jedes Gesenkbauteil 19 des zweiten Gesenks 12 eine Reaktionskraft der Presskraft auf, sodass sich die Seitenflächen 192 des Gesenkbauteils 19 nach außen ausweiten. Zu dieser Zeit, da die Seitenflächen 192 von jedem Gesenkbauteil 19, die den Seitenflächen 192 der anderen Gesenkbauteile 19 zugewandt sind, jeweils einen konkaven Abschnitt 22 haben, wird die Ausweitungsverformung der Seitenflächen 192 des Gesenkbauteils 19 durch die konkaven Abschnitte 22 absorbiert, wie in dem Fall des ersten Gesenks 11. Dies verringert die Möglichkeit, dass die Gesenkbauteile 19, die benachbart zueinander sind, gegeneinander schlagen, oder dass eine nach außen gerichtete Kraft aufgrund einer Verformung der Gesenkbauteile 19 auf den Rahmen 21 wirkt, um die Genauigkeit des Pressens zu verringern.Furthermore, during a pressing of the workpiece takes 13 every die component 19 of the second Gesenk 12 a reaction force of the pressing force, so that the side surfaces 192 the Gesenkbauteils 19 expand to the outside. At this time, since the side surfaces 192 from each die component 19 covering the side surfaces 192 the other die components 19 facing, each having a concave portion 22 have, the expansion deformation of the side surfaces 192 the Gesenkbauteils 19 through the concave sections 22 absorbed, as in the case of the first die 11 , This reduces the possibility of the die components 19 which are adjacent to each other, strike against each other, or that an outward force due to deformation of the Gesenkbauteile 19 on the frame 21 acts to reduce the accuracy of the pressing.
Des Weiteren wirken während eines Pressens des Werkstücks 13 eine große Presskraft und Reaktionskraft insbesondere auf die mittleren Teile der Gesenke 11, 12. Die Eckbereiche 141, 191 der Gesenkbauteile 14, 19, die in den mittleren Teilen gelegen sind, sind angeordnet, um den Seitenflächen 142, 192 der Gesenkbauteile 14, 19 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein. Dies verhindert, dass die Eckbereiche 141, 191 der Gesenkbauteile 14, 19, die benachbart zueinander sind, gegeneinander gepresst werden.Furthermore, act during pressing of the workpiece 13 a large pressing force and reaction force, in particular on the central parts of the dies 11, 12. The corner areas 141 . 191 the die components 14 . 19 , which are located in the middle parts, are arranged around the side surfaces 142 . 192 the die components 14 . 19 to be facing in the adjacent rows. This prevents the corner areas 141 . 191 the die components 14 . 19 which are adjacent to each other, are pressed against each other.
Die vorliegende Ausführungsform hat deshalb die folgenden Vorteile.The present embodiment therefore has the following advantages.
(1) Das Umformwerkzeug hat das erste Gesenk 11, das die Gesenkfläche 111 an einer Endfläche hat, und ein zweites Gesenk 12 zum Pressen eines Werkstücks 13, das an dem ersten Gesenk 11 platziert ist, gegen die Gesenkfläche 111. Das erste Gesenk 11 ist durch Zusammenbauen der mehreren Gesenkbauteile 14 ausgebildet. Jedes Gesenkbauteil 14 des ersten Gesenks 11 hat konkave Seitenflächen 142, die anderen Gesenkbauteilen 14 zugewandt sind. Im Speziellen haben die Seitenflächen 142 von jedem Gesenkbauteil 14, die den Seitenflächen 142 der anderen Gesenkbauteile 14 zugewandt sind, jeweils einen konkaven Abschnitt 17.( 1 ) The forming tool has the first die 11 that the die surface 111 on one end face, and a second die 12 for pressing a workpiece 13, which on the first die 11 is placed against the die surface 111 , The first die 11 is by assembling the multiple die components 14 educated. Every die component 14 of the first die 11 has concave side surfaces 142 , the other die components 14 are facing. In particular, have the side surfaces 142 from each die component 14 facing the side surfaces 142 of the other die components 14 facing, each having a concave portion 17 ,
Deshalb wird durch Schneiden der Endflächen der Gesenkbauteile 14 in einzelner Weise und anschließendes Zusammenbauen der Gesenkbauteile 14 die Gesenkfläche 111 des ersten Gesenks 11, die Nuten und Vorsprünge hat, durch Verbinden der geschnittenen Flächen ausgebildet. Somit kann selbst in einem Fall, in dem das erste Gesenk 11 aus einem superharten Metall, wie Hochgeschwindigkeitsstahl, hergestellt ist, die Gesenkfläche 111 des ersten Gesenks 11 ohne Schwierigkeit ausgebildet werden. Des Weiteren wird während eines Pressens des Werkstücks 13, wenn jedes Gesenkbauteil 14 des ersten Gesenks 11 eine große Presskraft aufnimmt und verformt wird, um sich nach außen auszuweiten, die Verformung durch die konkaven Abschnitte 17 der Gesenkbauteile 14 absorbiert. Deshalb wird verhindert, dass eine nach außen gerichtete Kraft, die durch eine Verformung von jedem Gesenkbauteil 14 verursacht wird, auf den Rahmen 16 und andere Bauteile in nachteiliger Weise wirkt. Das heißt, eine Verformung der Gesenkbauteile 14 ohne ein Problem ist gestattet.Therefore, by cutting the end faces of the die components 14 in a single way and then assembling the die components 14 the die area 111 of the first die 11 having grooves and protrusions formed by connecting the cut surfaces. Thus, even in a case where the first die 11 made of a super-hard metal, such as high-speed steel, the die surface 111 of the first die 11 be trained without difficulty. Furthermore, during a pressing of the workpiece 13 if every die component 14 of the first die 11 receives a large pressing force and is deformed to expand outward, the deformation by the concave portions 17 the die components 14 absorbed. Therefore, it prevents an outward force caused by deformation of each die component 14 is caused to adversely affect the frame 16 and other components. That is, a deformation of the Gesenkbauteile 14 without a problem is allowed.
(2) Das zweite Gesenk 12 des Umformwerkzeugs ist durch Zusammenbauen der mehreren Gesenkbauteile 19 ausgebildet. Jedes Gesenkbauteil 19 des zweiten Gesenks 12 hat konkave Seitenflächen 192, die anderen Gesenkbauteilen 19 zugewandt sind. Im Speziellen haben die Seitenflächen 192 von jedem Gesenkbauteil 19, die den Seitenflächen 192 von den anderen Gesenkbauteilen 19 zugewandt sind, jeweils einen konkaven Abschnitt 22. Somit kann, wie in dem Fall des ersten Gesenks 11, selbst in einem Fall, in dem das zweite Gesenk 12 aus einem superharten Metall, wie Hochgeschwindigkeitsstahl, hergestellt ist, die Gesenkfläche 121 des zweiten Gesenks 12 ohne Schwierigkeit ausgebildet werden. Des Weiteren wird während eines Pressens des Werkstücks 13, selbst falls jedes Gesenkbauteil 19 des zweiten Gesenks 12 aufgrund der Reaktionskraft der Presskraft verformt wird, um sich nach außen auszuweiten, verhindert, dass eine nach außen gerichtete Kraft, die durch eine Verformung von jedem Gesenkbauteil 19 verursacht wird, auf den Rahmen 21 und die anderen Bauteile in nachteiliger Weise wirkt. Das heißt, eine Verformung der Gesenkbauteile 19 ohne Problem ist gestattet.( 2 ) The second die 12 of the forming tool is by assembling the plurality of die components 19 educated. Every die component 19 of the second Gesenk 12 has concave side surfaces 192 , the other die components 19 are facing. In particular, have the side surfaces 192 from each die component 19 covering the side surfaces 192 from the other die components 19 facing, each having a concave portion 22 , Thus, as in the case of the first die 11 even in a case where the second die 12 made of a super-hard metal, such as high-speed steel, the die surface 121 of the second Gesenk 12 be trained without difficulty. Furthermore, during a pressing of the workpiece 13 even if any die component 19 of the second Gesenk 12 due to the reaction force of the pressing force is deformed to expand outwardly, prevents an outward force caused by a deformation of each Gesenkbauteil 19 is caused on the frame 21 and the other components act disadvantageously. That is, a deformation of the Gesenkbauteile 19 without problem is allowed.
(3) Die Gesenkbauteile 14, 19 sind als rechteckige Säulen ausgebildet. Die Eckbereiche 141, 191 der Gesenkbauteile 14, 19, die in mittleren Teilen der Gesenke 11, 12 gelegen sind, sind angeordnet, um den Seitenflächen 142, 192 der Gesenkbauteile 14, 19 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein. Wenn die Gesenkbauteile 14, 19 während eines Pressens des Werkstücks 13 eine große Presskraft aufnehmen und verformt werden, um sich nach außen auszuweiten, wird deshalb verhindert, dass die Eckbereiche 141, 191 der Gesenkbauteile 14, 19 gegen die Eckbereiche 141, 191 von benachbarten Gesenkbauteilen 14, 19 gepresst werden. Somit werden eine Konzentration von großer Spannung und begleitende Nachteile vermieden.( 3 ) The die components 14 . 19 are formed as rectangular columns. The corner areas 141 . 191 the die components 14 . 19 , which are located in middle parts of the dies 11, 12, are arranged around the side surfaces 142 . 192 the die components 14 . 19 to be facing in the adjacent rows. When the die parts 14 . 19 during a pressing of the workpiece 13 Therefore, to absorb a large pressing force and deform to expand outward, the corner portions are prevented 141 . 191 the die components 14 , 19 against the corner areas 141 . 191 from adjacent die components 14 . 19 be pressed. Thus, a concentration of high voltage and attendant disadvantages are avoided.
(4) Die Gesenkbauteile 14 bilden mehrere Reihen, die in der Querrichtung des Rahmens 16 angeordnet sind. Die Eckbereiche 141 von jedem Gesenkbauteil 14 sind den Eckbereichen 141 der benachbarten Gesenkbauteile 14 in der gleichen Reihe zugewandt und berühren diese. Die Eckbereiche 141 der Gesenkbauteile 14, die in dem mittleren Teil des ersten Gesenks 11 gelegen sind, sind angeordnet, um den Seitenflächen 142 der Gesenkbauteile 14 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein. Es ist deshalb möglich, Nachteile zu beseitigen, die verursacht würden, wenn die Eckbereiche 141 der zwei Gesenkbauteile 14 in verschiedenen Reihen gegeneinander gepresst würden.( 4 ) The die components 14 Form several rows in the transverse direction of the frame 16 are arranged. The corner areas 141 from each die component 14 are the corner areas 141 the adjacent Gesenkbauteile 14 facing in the same row and touching them. The corner areas 141 the die components 14 which are in the middle part of the first die 11 are located, are arranged to the side surfaces 142 the die components 14 to be facing in the adjacent rows. It is therefore possible to eliminate disadvantages that would be caused if the corner areas 141 of the two die components 14 in different rows against each other would be pressed.
In gleicher Weise bilden die Gesenkbauteile 19 mehrere Reihen, die in der Querrichtung des Rahmens 21 angeordnet sind. Die Eckbereiche 191 von jedem Gesenkbauteil 19 sind den Eckbereichen 191 der benachbarten Gesenkbauteile 19 in der gleichen Reihe zugewandt und berühren diese. Die Eckebereiche 191 der Gesenkbauteile 19, die in dem mittleren Teil des zweiten Gesenks 12 gelegen sind, sind angeordnet, um den Seitenflächen 192 der Gesenkbauteile 19 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein. Es ist deshalb möglich, Nachteile zu beseitigen, die verursacht würden, wenn die Eckbereiche 191 von zwei Gesenkbauteilen 19 in verschiedenen Reihen gegeneinander gepresst würden.In the same way form the Gesenkbauteile 19 several rows in the transverse direction of the frame 21 are arranged. The corner areas 191 from each die component 19 are the corner areas 191 the adjacent Gesenkbauteile 19 facing in the same row and touching them. The corner areas 191 the die components 19 in the middle part of the second die 12 are located, are arranged to the side surfaces 192 the die components 19 to be facing in the adjacent rows. It is therefore possible to eliminate disadvantages that would be caused if the corner areas 191 of two die components 19 in different rows against each other would be pressed.
(5) Die flachen Abschnitte 18, die in Flächenkontakt mit den benachbarten Gesenkbauteilen 14, 19 gehalten werden können, sind in dem oberen und unteren Ende der Seitenflächen der Gesenkbauteile 14, 19 ausgebildet. Selbst falls die Gesenkbauteile 14, 19 oder der Rahmen 16 eine große Presskraft während eines Pressens des Werkstücks 13 aufnehmen, wird deshalb verhindert, dass die Gesenkbauteile 14, 19 verschoben werden, sodass die hohe Genauigkeit des Pressens gewährleistet wird.( 5 ) The flat sections 18 in surface contact with the adjacent die components 14 . 19 are held in the upper and lower end of the side surfaces of the Gesenkbauteile 14 . 19 educated. Even if the Gesenkbauteile 14 . 19 or the frame 16 a large pressing force during pressing of the workpiece 13 Therefore, prevents the Gesenkbauteile 14 . 19 be moved so that the high accuracy of the pressing is ensured.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann modifiziert werden, wie nachstehend beschrieben ist.The embodiment described above may be modified as described below.
Die Gesenkbauteile 14, 19 der Gesenke 11, 12 können beliebige mehreckige Formen haben, wie hexagonale Säulenformen.The die components 14 . 19 the dies 11 . 12 can have any polygonal shapes, such as hexagonal columnar shapes.
Von den Gesenkbauteilen 14 in jeder der Reihen können nicht nur die Eckbereiche 141 der Gesenkbauteile 14 an der Mitte sondern auch die Eckbereiche 141 von allen anderen Gesenkbauteilen 14 gestaltet sein, um den Seitenflächen 142 der Gesenkbauteile 14 in den benachbarten Reihen zugewandt zu sein.From the die components 14 in each of the rows can not only the corner areas 141 the die components 14 at the center but also the corner areas 141 from all other die components 14 be designed to the side surfaces 142 the die components 14 to be facing in the adjacent rows.
Nur eines von dem ersten und dem zweiten Gesenk 11, 12 kann durch Zusammenbauen mehrer Gesenkbauteile ausgebildet sein.Only one of the first and second dies 11 . 12 may be formed by assembling multiple die components.
Von den Seitenflächen der Gesenkbauteile 14, die den Rahmen 16 berühren, brauchen die Seitenflächen, die dem Rahmen 16 zugewandt sind, nicht notwendigerweise flach sein. Stattdessen können diese Seitenflächen jeweils durch einen konkaven Abschnitt, dessen Mitte in der Vertikalrichtung nach Innen ausgespart ist, und zwei flache Abschnitte gebildet sein, die an dem oberen und unteren Ende in der Seitenfläche gelegen sind und in Flächenkontakt mit dem Rahmen 16 gehalten werden können. In diesem Fall wird verhindert, dass der Rahmen 16 eine nach außen gerichtete Kraft, die durch eine Verformung der Gesenkbauteile 14 erzeugt wird, an Positionen aufnimmt, die den Rahmen 16 berühren.From the side surfaces of the swaged components 14 that the frame 16 Touch, need the side surfaces that the frame 16 not necessarily be flat. Instead, these side surfaces may be respectively formed by a concave portion whose center is recessed inward in the vertical direction and two flat portions located at the upper and lower ends in the side surface and in surface contact with the frame 16 can be kept. In this case, the frame is prevented 16 an outward force caused by a deformation of the Gesenkbauteile 14 is generated, takes in positions that the frame 16 touch.
Von den Seitenflächen der Gesenkbauteile 19, die den Rahmen 21 berühren, brauchen die Seitenflächen, die dem Rahmen 21 zugewandt sind, nicht notwendigerweise flach sein. Stattdessen können diese Seitenflächen jeweils durch einen konkaven Abschnitt, dessen Mitte in der Vertikalrichtung nach Innen ausgespart ist, und zwei flache Abschnitte gebildet sein, die an dem oberen und unteren Ende in der Seitenfläche gelegen sind und mit dem Rahmen 21 in Flächenkontakt gehalten werden können. In diesem Fall wird verhindert, dass der Rahmen 21 eine nach außen gerichtete Kraft, die durch eine Verformung der Gesenkbauteile 19 erzeugt wird, an Positionen aufnimmt, die den Rahmen 21 berühren.From the side surfaces of the swaged components 19 that the frame 21 Touch, need the side surfaces that the frame 21 not necessarily be flat. Instead, these side surfaces may each be formed by a concave portion whose center is recessed inward in the vertical direction and two flat portions located at the top and bottom in the side surface and to the frame 21 can be kept in surface contact. In this case, the frame is prevented 21 an outward force caused by a deformation of the Gesenkbauteile 19 is generated, takes in positions that the frame 21 touch.
Ein Umformwerkzeug hat ein erstes Gesenk, an dem eine Gesenkfläche ausgebildet ist, und ein zweites Gesenk zum Drücken eines Werkstücks, das an dem ersten Gesenk platziert ist. Wenigstens eines von dem ersten Gesenk und dem zweiten Gesenk ist durch Zusammenbauen einer Vielzahl von Gesenkbauteilen gestaltet. Jedes Gesenkbauteil hat eine konkave Seitenfläche, die einem anderen Gesenkbauteil zugewandt ist.A forming tool has a first die on which a die surface is formed and a second die for pressing a workpiece placed on the first die. At least one of the first die and the second die is configured by assembling a plurality of die components. Each die component has a concave side surface facing another die component.
